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onde a carga de sedimentos pode exercer 50% da carga total. Cargas de arrasto e saltante, formam materiais de leito de tamanho maior, como areia e cascalho, que rolam, empurram e saltam ao longo do leito.
No que diz respeito aos fatores que afetam o transporte de sedimentos fluviais, as condições locais, como composição geológica, tipo de uso da terra, relevo, tipo de solo, clima e atividades antrópicas são importantes em regimes hidrossedimentológico (Hasnain & Thayyen 1999). Carvalho (1994) descreve essas atividades em relação à intervenção humana. As atividades humanas têm um impacto significativo na erosão. O autor reitera que sob certas condições, as taxas de erosão por intermédio da intervenção humana, pode ser até 100 vezes maior que as intervenções geológicas.
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ciclos biogeoquímicos, os estudos de sedimentos são importantes para avaliar a qualidade dos ecossistemas fluviais, identificando as fontes de poluentes e compreensão dos processos geoquímicos aquáticos (Soares 2004; Berbel 2008).
2.2.1 Sedimentos Fluviais e sua Importância para os Ecossistemas Aquáticos
As rochas e minerais da crosta terrestre são a principal fonte de elementos químicos para o meio ambiente, liberados e redistribuídos por diversos tipos de mecanismos. Para compreender essa dinâmica, precisamos entender que processos de alteração supergênicos podem levar à liberação de elementos tóxicos, principalmente metais pesados, no meio ambiente. Fatores que determinam o destino dos elementos tóxicos, isto é, se ele irá projetar uma fase insolúvel ou ser absorvido sobre a superfície, ou ainda se será conduzido e posteriormente, sugado pelas plantas, pelo solo e pelos sedimentos, consistem basicamente das circunstâncias geológicas, físico-químicas, climatológicos e biológicas do local (Alloway 1995).
Portanto, é fundamental estudar a interface entre rocha, biosfera e hidrosfera ao analisar o comportamento de tais elementos. Esta análise é uma técnica altamente complicada devido à natureza multicomponente de todos os compartimentos envolvidos, cujos equilíbrios químicos estão em contínua transformação (Sposito 2008). Os comportamentos químicos que acontecem nesses compartimentos determinados, validam a mobilização e arranjo dos elementos nos solos e sedimentos, havendo normalmente uma correlação significativa entre a concentração total de elementos nos sedimentos e a matriz encontrada (Roca et al. 2008).
De acordo com Swennen & Van der Sluys (2001), que analisaram a evolução histórica da acumulação de elementos característicos em sedimentos em Luxemburgo e na Bélgica, os sedimentos são uma técnica apropriada para analisar o legado das atividades humanas em relação ao meio ambiente, possibilitando uma confrontação entre os níveis dos componentes da era pré-industrial até as concentrações atuais. Carvalho (1994) pondera reafirmando que essa condição ressalta que é possível investigar o desenvolvimento histórico de um ecossistema aquático e dos ecossistemas terrestres adjacentes por meio do estudo das associações entre elementos característicos compreendidos nos sedimentos ou ainda, pesquisar o histórico atual de ocupação da bacia de drenagem por meio do estudo dos sedimentos superficiais.
Nos meios aquáticos, íons metálicos metalóides podem se difundir através das fases aquosa, coloidal e sólida em suspensão, e a maioria dessas espécies é agregada aos sedimentos de fundo (Filgueiras et al. 2004). Segundo aponta Forstner et al. (1995), os sedimentos em geral têm maior capacidade de reter produtos químicos orgânicos e inorgânicos. Segundo esses autores, menos de 1%
das substâncias que entram nos sistemas hídricos são dissolvidas na água e mais de 99% se depositam
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em compartimentos sedimentares. Gerrits & Edelenbos (2004), contestam essa informação, afirmando que mais de 90% dos metais estão presentes no meio fluvial são agrupados em sedimentos em suspensão. Ou seja, a contaminação de metais em sedimentos é mais profunda do que nas águas.
Algumas pesquisas (Eleutério 1997; Costa 2001; Lottermoser 2010) apresentaram esta assertiva e indicam que os metais são mais constantes como solutos do que como íons diluídos na solução. Hidróxidos de ferro, alumínio, substâncias húmicas e manganês são relativamente níveis minerais e orgânicos que confirmam a propriedade de absorção dos sedimentos, que representam um papel importante no acúmulo, deslocamento e flexibilidade de metais característicos em meios aquáticos (Moreira 2003).
2.2.2 Contaminação dos Sedimentos
A pesquisa ambiental de contaminação antrogênica por meio da geoquímica de sedimentos vem por meio da compreensão de que os sedimentos concentram uma grande parte das substâncias químicas e dos metais contaminadores do sistema hídrico (Gerrits & Edelenbos 2004). Os estudos de infecção em sedimentos iniciaram, conforme aponta Leão (2014), em 1973, pela Federal Water Quality Administration e posteriormente, pela United States Environmental Protection Agency, com o objetivo de normalizar o destino de materiais advindos de drenagem. Em 1993, a Ontário Ministry of the Environment and Energy (OMME 1993), progrediu com a definição de Valores Guia para a Qualidade de Sedimentos (VGQS), estabelecendo pontos de infecção e determinando valores do nível limite de efeito e do nível provável de efeito, sendo esses valores atribuídos por meio de técnicas analíticas.
No Brasil, a técnica de normatização para níveis de contaminação em sedimentos teve início no estado de São Paulo, onde a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), produziu pesquisas de contaminação em sedimentos empregando valores internacionais para contaminação (CETESB 1998). Posteriormente, em 2004, o Conselho Nacional de Meio Ambiente expôs a resolução CONAMA nº 344/2004 (CONAMA 2004) com princípios de sugestão para materiais fundamentados em normas canadenses e norte-americanas.
Os valores normatizados pela legislação brasileira, como foram fundamentados em valores estrangeiros, não representam o quadro natural de convergência destes componentes nos rios nacionais. Esta legislação foi substituída pela Resolução CONAMA nº 454/2012 (CONAMA 2012), mas manteve os valores citados na norma anterior. A Tabela 2.1 apresenta os valores máximos dos metais e As conforme a classificação em mg/kg. Sendo o nível 1 o limiar abaixo do qual há menor probabilidade de efeitos adversos à biota e o nível 2 o limiar acima do qual há maior probabilidade de efeitos adversos à biota.
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Nos estudos dos rios, os valores geogênicos e de background se encontram bem maior do que os valores legislados (Costa 2007; Rodrigues 2012), sendo um indicativo que, é primordial uma análise local para a particularização destes valores em uma determinada bacia a ser analisada.
Conforme Hursthouse (2001) estas desigualdades podem apontar uma falsa contaminação ou podem superestimar valores de contaminação em uma determinada área.
Tabela 2.1 - Valores de referência estabelecidos pela Resolução CONAMA no 454/2012 em mg/kg. Fonte:
CONAMA (2012).
(mg/kg) As Cd Pb Cu Cr Hg Ni Zn
Nível 1 5,9 0,6 35 35,7 37,3 0,17 18 123
Nível 2 17 3,5 91,3 197 90 0,49 35,9 315
2.2.3 Fator de enriquecimento
O fator de enriquecimento (FE) é um índice quantitativo para medir a qualidade ambiental dos sedimentos. Foi inicialmente criado em 1974, com o objetivo de analisar o início dos elementos na água, na precipitação ou até mesmo na atmosfera (Duce et al. 1975). Com o passar dos anos, sua pesquisa foi ampliada para os solos, sedimentos de lagos, turfa, rejeitos e diversos outros objetos (Loska et al. 1997). Para Lu et al. (2012), fator de enriquecimento é uma técnica onde se pode diferenciar as fontes geogênicas e antropogênicas de algum tipo de contaminação. Segundo Tan et al.
(2005), é relevante destacar a dimensão do fator de enriquecimento no reconhecimento de matrizes geológicas com relações de absorção de metais característicos, fortalecendo com análises geoquímicas e pesquisas ambientais.
Tal medida pode ser determinada de várias maneiras diferentes. No presente trabalho o fator de enriquecimento, da região para o período investigado, será calculado de acordo com a fórmula proposta por Yongming et. al. (2006) representada abaixo pela seguinte equação:
EF = [(Cm / CVRL)) / (Bm / BVRL)]
Onde: Cm é a concentração de determinado elemento; CVRL é a concentração do elemento de referência; Bm é o valor do background do elemento em estudo; BVRL é o valor do background do elemento de referência. A Tabela 2.2 apresenta a classificação de contaminação conforme valores do fator de enriquecimento (FE).
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Tabela 2.2 - Classificação do fator de enriquecimento
Classes do FE Qualidade dos sedimentos
< 2 Deficiência de enriquecimento 2 - 5 Enriquecimento moderado 5 - 20 Enriquecimento significativo 20 - 40 Enriquecimento muito alto
> 40 Enriquecimento extremamente alto